DE102006026878A1 - Pre-mold housing for receiving chip structure, has base plate connected with micro-mechanical sensor chip and housing part that is fastened to support structure, which supports entire housing, where plate is not in contact with housing part - Google Patents

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Abstract

The housing has a base plate (1) that is connected with a micro-mechanical sensor chip (2). The base plate is elastically and deflectably connected with a housing part (3) over an elastically deformable medium (5). The housing part is fastened to a support structure that supports the entire housing, where the base plate is not in contact with the housing part. The elastically deformable medium contains silicon and fills an intermediate space between the base plate and the housing part. The sensor chip is connected with a lead-frame by a bond connection (9).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Premold-Gehäuse zur Aufnahme einer Chipstruktur, insbesondere eines mikromechanischen Sensors, mit im Gehäuse integrierter Schwingungsisolierung.The Invention relates to a premold package for receiving a chip structure, in particular a micromechanical sensor, integrated with the housing Vibration isolation.

Inertialsensoren in mikromechanischer Ausführung für die Messung von Drehraten oder Beschleunigungen sind heute fester Bestandteil aktiver und passiver Sicherheitssysteme in Kraftfahrzeugen. Airbag und Fahrdynamik-Regelungen stehen stellvertretend für weitere Systeme. Fehlfunktionen durch eine falsche Interpretation von Sensorsignalen haben in diesen Systemen sicherheitsrelevante Auswirkungen.inertial sensors in micromechanical design for the Measurement of yaw rates or accelerations are an integral part of today active and passive safety systems in motor vehicles. air bag and driving dynamics regulations are representative of more Systems. Malfunction due to incorrect interpretation of sensor signals have security implications in these systems.

Insbesondere mikromechanische Sensoren, die für verschiedene Beschleunigungs- und Bewegungsmessungen eingesetzt werden, müssen selbst vor Störbeschleunigungen geschützt werden, um Beschädigungen oder Fehlfunktionen zu vermeiden. Derartige Störbeschleunigungen können speziell durch Schwingungseinkopplungen über ungenügend gedämpfte Trägerstrukturen auf den jeweiligen Sensor einwirken.Especially micromechanical sensors used for various acceleration and movement measurements used Need to become even against interferences protected be to damage or to avoid malfunction. Such Störbeschleunigungen can specifically by Schwingungsseinkopplungen over insufficiently damped support structures act on the respective sensor.

Besonders problematisch ist eine unerwünschte Schwingungseinkopplung, wenn Teile eines verwendeten Sensors selbst mit einer definierten Frequenz angeregt werden müssen, um vorgegebene Messungen durchführen zu können. Das ist beispielsweise bei Drehratesensoren auf der Basis der Messung der Coriolis-Beschleunigung, die entsteht wenn eine oszillierende Masse gedreht wird, der Fall. Erfolgt die Einkopplung der Störbeschleunigung mit Frequenzen, die im Bereich der Anregungsfrequenz derartiger Sensoren (je nach Sensortyp im Bereich zwi schen 1 und 30 kHz) liegen, ist die Gefahr einer Fehlinterpretation des Sensorsignals besonders groß.Especially problematic is an undesirable Vibration coupling when parts of a sensor used itself must be excited with a defined frequency to given measurements carry out to be able to. This is for example with yaw rate sensors based on the measurement the Coriolis acceleration, which arises when an oscillating mass is turned, the case. He follows the coupling of the disturbing acceleration with frequencies that are in the range of the excitation frequency of such Sensors (depending on the sensor type in the range between 1 and 30 kHz), the danger of a misinterpretation of the sensor signal is particularly great.

Es wird daher versucht, den Einfluss von Störbeschleunigungen durch konstruktive Maßnahmen gering zu halten.It is therefore trying to influence the influence of interference by constructive activities to keep low.

Zu derartigen konstruktiven Maßnahmen zählen die Auswahl eines Einbauortes, der nur in geringem Maße Störbeschleunigungen ausgesetzt ist, eine schwingungsgedämpfte Montage der Baugruppe, die ein gegenüber Störbeschleunigungen empfindliches Bauelement trägt und gegebenenfalls die Kombination beider Maßnahmen. Der Aufwand für eine schwingungsgedämpfte Montage ist gegenwärtig relativ hoch, da meist ganze Leiterplatten oder Einbaugeräte schwingungstechnisch vom Rest des Fahrzeuges entkoppelt werden müssen. Die Beschränkung auf Einbauorte mit geringer Belastung durch Störbeschleunigen ist teilweise mit einem ähnlich großen Aufwand verbunden, da es häufig nicht möglich oder erwünscht ist, jeweils die komplette Baugruppe oder das gesamte Einbaugerät an dem für die Platzierung des mikromechanischen Sensors in Frage kommenden Einbauort unterzubringen, wodurch ein erheblicher Verbindungsaufwand zwischen dem eigentlichen Sensor und nachgeschalteter Auswerteelektronik entstehen kann. Zudem sind teilweise teure Fahrversuche erforderlich.To Such constructive measures include the Selection of a place of installation, the interference only to a small degree exposed, a vibration damped assembly of the assembly, the one opposite disturbing accelerations carries sensitive component and, where appropriate, the combination of both measures. The effort for a vibration damped mounting is present relatively high, as usually whole circuit boards or built-in equipment vibration technology must be decoupled from the rest of the vehicle. The restriction on Fitting locations with low stress due to interference acceleration is partial with a similar huge Expenses connected as it is common not possible or desired is, in each case the complete module or the entire built-in device to the for the placement to accommodate the micromechanical sensor in question whereby a considerable connection effort between the actual Sensor and downstream evaluation can arise. moreover Sometimes expensive road tests are required.

Mikromechanische Sensoren werden im Zuge einer standardisierten Konfektionierung in Gehäuse, vorzugsweise in sogenannte Premold-Gehäuse, mit vorbereiteten Kontaktmitteln verpackt, die in der Regel fest mit größeren Schaltungsstrukturen, zumeist Leiterplatten, oder anderen Trägern verbunden werden. Über diese Verbindung erfolgt die Einkopplung störender Vibrationen in das Chipgehäuse und in den Chip selbst, der üblicherweise mit einem zentralen Bereich eines Premold-Gehäuses durch Verkleben einer Seite der Chipstruktur mit einer vorbereiteten Aufnahmefläche verbunden wird. Daneben sind spezielle Gehäuse für mikromechanische Messelemente, beispielsweise verschweißte Gehäuseformen aus Metall (DRS MM1 Fa.Bosch) be kannt geworden. Die bekannten Gehäuseformen sind jedoch nicht geeignet, die Einkopplung von Störbeschleunigungen zu verhindern.Micromechanical Sensors become part of a standardized assembly in housing, preferably in so-called premold housing, with prepared contact means usually packaged with larger circuit structures, usually Printed circuit boards, or other carriers get connected. about This connection is the coupling of disturbing vibrations in the chip housing and in the chip itself, usually with a central area of a premold housing by gluing a Side of the chip structure connected to a prepared receiving surface becomes. Next to it are special housings for micromechanical measuring elements, for example, welded housing forms made of metal (DRS MM1 Fa.Bosch) be known. The known housing forms However, they are not suitable, the coupling of Störbeschleunigungen to prevent.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Technische AufgabeTechnical task

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe einer Möglichkeit, den Aufwand für den Schutz von Sensorelementen vor Störbeschleunigungen zu reduzieren und insbesondere bei automotiven Anwendungen zusätzliche Einbauorte für den Einsatz mikromechanischer Sensoren zu erschließen.The The object of the invention is to specify a possibility the effort for to reduce the protection of sensor elements from interfering accelerations and especially in automotive applications, additional installation locations for the use of micromechanical Open up sensors.

Technische LösungTechnical solution

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Premold-Gehäuse gemäß Anspruch 1. Die Ansprüche 2 bis 10 geben vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Gehäuses an.Is solved the object by a premold housing according to claim 1. The claims 2 to 10 indicate advantageous embodiments of a housing according to the invention.

Die Erfindung geht davon aus, die Funktionen herkömmlicher Bauteile zur Schwingungsentkopplung und Schocksicherung in Bezug auf das mikromechanische Sensorelement zumindest teilweise im Gehäuse des Sensorelements zu realisieren. Dazu wird ein Premold-Gehäuse so ausgebildet, dass sich der Platz, an dem das eigentliche Sensorelement, also die mikromechanische Chipstruktur befestigt werden soll, über ein schwingungsentkoppelndes Element, das gleichzeitig dämpfend wirkt, mit dem Rest des Premold-Gehäuses, der mit einer Leiterplatte oder einer vergleichbaren Stützstruktur verbunden wird, in Verbindung steht. In dem erfindungsgemäßen Premold-Gehäuse zur Aufnahme einer Chipstruktur wird der Teil des Gehäuses, der mit der Chipstruktur verbunden ist, elastisch auslenkbar mit einem weiteren Teil des Gehäuses, der an der das gesamte Gehäuse tragenden Stützstruktur befestigt wird, so mit Hilfe eines elastisch deformierbaren Mediums verbunden, dass sich beide Gehäuseteile nicht berühren. Unter einem elastisch deformier baren Medium in Sinne der Erfindung ist dabei jedes Material zu verstehen, dessen Haftfähigkeit geeignet ist, die Gehäuseteile miteinander dauerhaft zu verbinden, und dessen elastische und dämpfende Volumeneigenschaften geeignet sind, die erfindungsgemäße Auslenkbarkeit bei ausreichender Dämpfung von Relativbewegungen zwischen den Gehäuseteilen zu ermöglichen.The invention is based on realizing the functions of conventional components for vibration decoupling and shock protection with respect to the micromechanical sensor element at least partially in the housing of the sensor element. For this purpose, a premold housing is formed so that the place where the actual sensor element, so the micromechanical chip structure is to be attached, via a vibration-decoupling element that acts simultaneously dampening, with the rest of the premold housing, with a circuit board or a comparable support structure ver is bound, communicates. In the premold package according to the invention for accommodating a chip structure, the part of the housing which is connected to the chip structure is elastically deflectable with a further part of the housing, which is fastened to the supporting structure supporting the entire housing, thus with the aid of an elastically deformable medium connected so that both housing parts do not touch. Under an elastically deformier ble medium in the context of the invention is to be understood any material whose adhesion is suitable to connect the housing parts together permanently, and its elastic and damping volume properties are suitable, the inventive deflectability with sufficient damping of relative movements between the housing parts enable.

Vorteilhafte WirkungenAdvantageous effects

Vorteilhafterweise umfasst der Teil des Gehäuses, der mit der Chipstruktur verbunden ist, eine Bodenplatte, die über ein elastisch deformierbares Medium mit einem die Bodenplatte rahmenförmig umgebenden weiteren Teil des Gehäuses, der an einer das gesamte Gehäuse tragenden Stützstruktur befestigt wird, verbunden ist. Auf der Bodenplatte wird die aufzunehmende Chipstruktur befestigt. Bei geeigneter Wahl des Abstandes zwischen dem Rand der Bodenplatte und dem die Bodenplatte rahmenförmig umgebenden weiteren Teil des Gehäuses kann sichergestellt werden, dass sich die beiden Gehäuseteile auch während der Relativbewegungen zwischen den beiden Gehäuseteilen, die während typischer Störbeschleunigungen auftreten können, nicht berühren.advantageously, includes the part of the housing, which is connected to the chip structure, a bottom plate over a elastically deformable medium with a frame surrounding the bottom plate further part of the housing, the one at the entire housing attached supporting supporting structure is connected. On the bottom plate is the male Attached chip structure. With a suitable choice of the distance between the edge of the bottom plate and the frame surrounding the bottom plate further part of the housing can be ensured that the two housing parts even while the relative movements between the two housing parts during the typical disturbing accelerations may occur, do not touch.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das elastisch deformierbare Medium Silikon enthält oder ganz aus Silikon besteht. Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn das elastisch deformierbare Medium den Zwischenraum zwischen der Bodenplatte und dem die Bodenplatte rahmenförmig umgebenden Teil des Gehäuses ausfüllt. Eine besonders gute Schwingungsentkopplung lässt sich realisieren, wenn sich das elastisch deformierbare Medium im Zwischenraum zwischen der Bodenplatte und dem die Bodenplatte rahmenförmig umgebenden Teil des Gehäuses befindet, wobei die Dicke des elastisch deformierbaren Mediums nicht größer ist, als die Dicke der Bodenplatte. Zumindest sollte das elastisch deformierbare Medium eine Verteilung aufweisen, die dafür sorgt, dass sich bei einer Auslenkung der Bodenplatte senkrecht zu ihrer Erstreckungsebene im Wesentlichen eine Scherbeanspruchung des elastisch deformierbaren Mediums ergibt.It has proved to be advantageous when the elastically deformable Medium contains silicone or made entirely of silicone. Furthermore, it is advantageous if the elastically deformable medium the space between the Bottom plate and the frame plate surrounding the frame-shaped part of the housing fills. A Particularly good vibration isolation can be realized, if the elastically deformable medium in the space between the bottom plate and the bottom plate surrounding the frame-shaped part of the housing, wherein the thickness of the elastically deformable medium is not greater, as the thickness of the bottom plate. At least that should be elastically deformable Medium have a distribution that ensures that at a Deflection of the bottom plate perpendicular to its extension plane essentially a shear stress of the elastically deformable Medium results.

Vorteilhafterweise ist der Teil des Gehäuses, der mit der Chipstruktur verbunden ist, zusätzlich mit Ballast versehen. Auf diese Weise kann die Gesamtmasse der auszulenkenden Anordnung beeinflusst werden, um das als mechanischer Tiefpass wirkende System durch Festlegung seiner Eckfrequenz an zu erwartende Störbeschleunigungen anzupassen.advantageously, is the part of the case that connected to the chip structure, additionally provided with ballast. In this way, the total mass of the deflected arrangement be influenced to the acting as a mechanical low-pass system By defining its corner frequency to expected Störbeschleunigungen adapt.

Diese Anpassung kann vorteilhafterweise vorgenommen werden, wenn die Bodenplatte mit einer Ballastplatte verbunden wird. Dadurch können im Wesentlichen gleich geformte Bodenplatten für unterschiedliche Chipanordnungen und Entkopplungen vorgehalten werden, indem diese Bodenplatten mit unterschiedlichen Ballastplatten versehen werden.These Adaptation can be advantageously made when the bottom plate is connected to a ballast plate. This can essentially equally shaped floor panels for different chip arrangements and decoupling are kept available by providing these bottom plates with different ballast plates become.

Die zu erwartenden Relativbewegungen zwischen den beiden Gehäuseteilen werden vorteilhafterweise auf ein Maß beschränkt, dass ein mikromechanischer Sensorchip, der auf der Bodenplatte befestigt ist, über Bondverbindungen mit einem Lead-Frame, der sich am die Bodenplatte rahmenförmig umgebenden Teil des Gehäuses befindet, verbunden werden kann, ohne die Bondverbindung stark zu beanspruchen.The expected relative movements between the two housing parts are advantageously limited to an extent that a micromechanical Sensor chip, which is attached to the bottom plate, via bonds with a lead frame that surrounds the bottom plate in a frame shape Part of the housing can be connected without the bond strongly claim.

Zusätzlich kann auf der Bodenplatte mindestens ein ASIC-Chip zur Auswertung der Signale des mikromechanischen Sensorchips befestigt werden, der ebenfalls über Bondverbindungen mit dem Lead-Frame, der sich am die Bodenplatte rahmenförmig umgebenden Teil des Gehäuses befindet, verbunden ist.In addition, can on the bottom plate at least one ASIC chip for evaluation of Signals are attached to the micromechanical sensor chip, the also over Bonded to the lead frame, attached to the bottom plate frame-like surrounding part of the housing is connected.

Die Verbindung zwischen diesem ASIC-Chip und dem mikromechanischen Sensorchip kann ebenfalls über Bondverbindungen erfolgen. Bei einer Auslegung des auslenkbaren Gehäuseteiles als Bodenplatte mit der Ballastplatte kann eine problemlose Anpassung einer gewünschten Gesamtmasse an unterschiedliche Chipstrukturen erfolgen, ohne das befestigungstechnische Änderungen im Gehäusedesign vorgenommen werden müssen.The Connection between this ASIC chip and the micromechanical sensor chip can also over Bond connections take place. In a design of the deflectable housing part as a base plate with the ballast plate can be a problem-free adaptation a desired one Total mass to different chip structures done without the fixing changes in the housing design must be made.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

An einem Ausführungsbeispiel und zugehörigen Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert.At an embodiment and associated Drawings will make the invention closer explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Amplitudenübertragungsfunktion eines erfindungsgemäßen Systems zur Schwingungsisolierung; 1 an amplitude transfer function of a vibration isolation system according to the invention;

2 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Premold-Gehäuses. 2 a sectional view of a premold housing according to the invention.

Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention

1 zeigt eine Amplitudenübertragungsfunktion eines erfindungsgemäßen Systems zur Schwingungsisolierung. Diese bildet das Verhältnis HM(fe) der Schwingungsamplituden der beiden Gehäuseteile als Funktion der Frequenz fe der Störbeschleunigung gemessen in Hz ab. Im Bereich niedriger Frequenzen liegt deren Wert im Wesentlichen bei 1. Das bedeutet, dass eingekoppelte Schwingungen ungedämpft durch das System übertragen werden. Eine Schwingungsisolierung findet nicht statt, da die Störbeschleunigungen durch die niedrigen Frequenzen zu gering sind, um das elastisch deformierbare Medium in nennenswertem Umfang zu deformieren. Eine Erhöhung der Frequenz der eingekoppelten Schwingung bewirkt, dass die Amplitude, mit der sich die auslenkbare Baugruppe, also die Bodenplatte mit der Chipstruktur, die eigentlich vor Schwingungen geschützt werden soll, bewegt, größer wird, als die Amplitude der die Schwingung einkoppelnden Baugruppe, also des äußeren Gehäuseteiles. Die Amplitude der Bodenplatte erreicht bei der Resonanzfrequenz ein Maximum, was den ungünstigsten Fall in einem System zur Schwingungsisolierung darstellt. Die Resonanzfrequenz hängt von der ausgelenkten Masse und der Federkonstante des elastisch deformierbaren Systems ab. Eine weitere Erhöhung der Frequenz führt zu einer stetigen Verringerung der übertragenen Amplitude, die so deutlich unter die Amplitude der einkoppelnden Schwingungen gebracht werden kann. Auf diese Weise wird die Schwingungsisolierung oberhalb einer bestimmten Frequenz wirksam. Eine Einkopplung einer Störbeschleunigung mit gegenüber der Resonanzfrequenz weitgehend hochfrequenten Anteilen ist nicht mehr möglich. 1 shows an amplitude transfer function of a system according to the invention for vibration isolation. This forms the relationship H M (f e ) of the vibration amplitudes of the two housing parts as a function of the frequency f e of the disturbance acceleration measured in Hz. In the range of low frequencies, their value is essentially 1. This means that coupled oscillations are transmitted through the system without damping. Vibration isolation does not take place because the spurious accelerations due to the low frequencies are too low to deform the elastically deformable medium to any appreciable extent. An increase in the frequency of the coupled oscillation causes the amplitude with which the deflectable assembly, ie the base plate with the chip structure, which is actually intended to be protected against vibrations, to move, becomes greater than the amplitude of the oscillation coupling-in assembly, ie of the outer housing part. The amplitude of the bottom plate reaches a maximum at the resonant frequency, which is the worst case in a vibration isolation system. The resonant frequency depends on the deflected mass and the spring constant of the elastically deformable system. A further increase in the frequency leads to a steady reduction of the transmitted amplitude, which can be brought so well below the amplitude of the coupling oscillations. In this way, the vibration isolation above a certain frequency is effective. A coupling of an interfering acceleration with respect to the resonant frequency largely high-frequency components is no longer possible.

Aus dem vorliegenden Beispiel ist ersichtlich, dass eine erfindungsgemäße Anordnung, die so dimensioniert ist, dass ihre Resonanzfrequenz bei etwa 1 kHz liegt, bei 10 kHz nur noch etwa 1% der Störamplitude auf die zu schützenden Chipstruktur überträgt. Eine derartige Ausführung des Gehäuses wäre also gut geeignet, beispielsweise Coriolis-Sensoren aufzunehmen, deren Oszillatorfrequenz oberhalb von 10 kHz liegt, da so eine Überlagerung mit einer störenden Vibration einer ähnlichen Frequenz praktisch zu vernachlässigen ist.Out In the present example, it can be seen that an arrangement according to the invention, which is dimensioned so that its resonance frequency at about 1 kHz, at 10 kHz only about 1% of the interference amplitude to be protected Chip structure transfers. A such embodiment of the housing would be so well suited to record, for example, Coriolis sensors whose Oscillator frequency is above 10 kHz, because such an overlay with a disturbing Vibration of a similar Frequency practically negligible is.

Der erforderliche Grad der Dämpfung von Schwingungen der jeweiligen Frequenzbereiche hängt von den verwendeten Sensoren und deren Messaufgaben ab, lässt sich aber mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Premold-Gehäuses mit sehr geringem Aufwand einstellen.Of the required degree of damping of oscillations of the respective frequency ranges depends on the sensors used and their measurement tasks, can be but with the help of a premold housing according to the invention with set very little effort.

2 ist eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Premold-Gehäuses. Das Gehäuse besteht aus zwei Gehäuseteilen, von denen ein erster Teil in Form einer Bodenplatte 1 ausgebildet ist und der Aufnahme der vor Störbeschleunigungen zu schützenden Chipstruktur 2 dient. 2 is a sectional view of a premold housing according to the invention. The housing consists of two housing parts, of which a first part in the form of a bottom plate 1 is formed and the recording of the before Störbeschleunigungen to be protected chip structure 2 serves.

Der zweite Gehäuseteil 3 weist einen entsprechende Lead-Frame auf, der seitlich aus dem Gehäuse ragende Beinchen 4 umfasst, die eine Lötverbindung mit einer Leiterplatte (nicht dargestellt) ermöglichen, wodurch die Befestigung an einer das gesamte Gehäuse tragenden Stützstruktur im Sinne der vorliegenden Erfindung beispielhaft realisiert wird. Die genaue Geo metrie der Befestigungsmittel spielt jedoch für das Verständnis der vorliegenden Erfindung keine Rolle. Wesentlich ist, dass die Verbindung zwischen dem zweiten Gehäuseteil 3 und in diesem Fall der Leiterplatte so starr erfolgen kann, dass sich Vibrationen der Leiterplatte vollständig auf den zweiten Gehäuseteil 3 übertragen. Der zweite Gehäuseteil 3 umgibt die Bodenplatte 1 rahmenförmig, wobei zwischen den beiden Gehäuseteilen ein Abstand verbleibt, der sicherstellt, dass die Bodenplatte 1 auch während der Relativbewegungen zwischen den beiden Gehäuseteilen 1, 3, die während typischer Störbeschleunigungen auftreten können, den zweiten Gehäuseteil 3 nicht berührt.The second housing part 3 has a corresponding lead frame, the laterally protruding from the housing legs 4 includes, which allow a solder connection to a circuit board (not shown), whereby the attachment to a supporting the entire housing support structure in the context of the present invention is exemplified. However, the exact geo metry of the fasteners is not relevant to the understanding of the present invention. It is essential that the connection between the second housing part 3 and in this case the printed circuit board can be made so rigid that vibrations of the printed circuit board completely on the second housing part 3 transfer. The second housing part 3 surrounds the bottom plate 1 frame-shaped, wherein between the two housing parts a distance remains, which ensures that the bottom plate 1 also during the relative movements between the two housing parts 1 . 3 , which may occur during typical Störbeschleunigungen, the second housing part 3 not touched.

Der diesen Abstand bestimmende Zwischenraum zwischen dem äußeren Rand der Bodenplatte 1 und dem die Bodenplatte 1 rahmenförmig umgebenden Teil 3 des Gehäuses ist mit einem Silikon (LSR Liquid Silicon Rubber) ausgefüllt, das ein elastisch deformierbares Medium 5 bildet und gleichzeitig durch seine guten Hafteigenschaften der Befestigung der Bodenplatte 1 am zweiten Gehäuseteil 3 dient. Die Dicke des Silikons 5 entspricht etwa der Dicke der Bodenplatte 1 im Kontaktbereich zum Silikon 5. Somit weist das elastisch deformierbare Medium 5 eine Verteilung auf, die dafür sorgt, dass sich bei einer Auslenkung der Bodenplatte 1 senkrecht zu ihrer Erstreckungsebene im Wesentlichen zunächst eine Scherbeanspruchung des elastisch deformierbaren Mediums 5 ergibt.The distance determining this gap between the outer edge of the bottom plate 1 and the bottom plate 1 frame-shaped surrounding part 3 The housing is filled with a silicone (LSR Liquid Silicon Rubber), which is an elastically deformable medium 5 forms and at the same time by its good adhesive properties of the attachment of the bottom plate 1 on the second housing part 3 serves. The thickness of the silicone 5 corresponds approximately to the thickness of the bottom plate 1 in the contact area with the silicone 5 , Thus, the elastically deformable medium 5 a distribution that ensures that at a deflection of the bottom plate 1 substantially perpendicular to its plane of extension initially a shear stress of the elastically deformable medium 5 results.

Die Bodenplatte 1 ist an ihrer Interseite mit einer Ballastplatte 6 verbunden. Auf ihrer Oberseite ist sie über Klebeschichten 7 mit einem Sensorchip 2 und einem ASIC-Chip 8, der einer ersten Auswertung der vom Sensorchip 2 gelieferten Signale dient, verbunden. Beide Chips 2, 8 sind über Bondverbindungen 9 mit dem Lead-Frame und miteinander verbunden.The bottom plate 1 is on its side with a ballast plate 6 connected. On her top she is about adhesive layers 7 with a sensor chip 2 and an ASIC chip 8th , the first evaluation of the sensor chip 2 supplied signals, connected. Both chips 2 . 8th are via bonds 9 with the lead frame and connected to each other.

Die Bodenplatte 1, die Ballastplatte 6 und die beiden Chips 2, 8 bilden eine auslenkbare Masse, welche die Eckfrequenz des als mechanischer Tiefpass wirkenden Systems mit bestimmt.The bottom plate 1 , the ballast plate 6 and the two chips 2 . 8th form a deflectable mass, which determines the corner frequency of the acting as a mechanical low-pass system.

Diese Eckfrequenz hängt des Weiteren von der Federkonstante des elastisch deformierbaren Systems ab, das vorliegend durch die Silikonfüllung 5 im Zwischenraum zwischen den beiden Gehäuseteilen 1, 3 gebildet wird. Eine Anpassung der Eckfrequenz des als mechanischer Tiefpass wirkenden Systems an zu erwartende Störbeschleunigungen bestimmter Frequenzen kann durch Variation der Masse der Ballastplatte 6, durch die Querschnitsgeometrie der Silikonfüllung 5 sowie durch eine Variation der Materialeigenschaften des Silikons 5, im weiteren Sinne des elastisch deformierbaren Mediums, durch eine entsprechende Materialwahl vorgenommen werden.This corner frequency further depends on the spring constant of the elastically deformable system, in the present case by the silicone filling 5 in the space between the two housing parts 1 . 3 is formed. An adaptation of the cutoff frequency of the system acting as a mechanical low - pass to expected disturbing accelerations of certain frequencies can be achieved by varying the Mass of ballast plate 6 , through the cross-sectional geometry of the silicone filling 5 as well as by a variation of the material properties of the silicone 5 in the broader sense of the elastically deformable medium, be made by an appropriate choice of material.

Die obere Seite des Gehäuses ist mit einer Kappe 10 verschlossen, die sich in ausreichendem Abstand zur auslenkbaren Baugruppe auf der Bodenplatte 1 befindet, um jederzeit Berührungsfreiheit zu garantieren.The upper side of the case is capped 10 closed, which is at a sufficient distance to the deflectable assembly on the bottom plate 1 to guarantee freedom of contact at all times.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Bodenplatte 1 mit Hilfe des Silikons 5 in den rahmenförmigen zweiten Gehäuseteil 3 eingespritzt, wodurch eine luftdichte Verbindung zwischen beiden Gehäuseteilen 1, 3 entsteht. Um Eigenbewegungen der Bodenplatte 1 durch Druckänderung, beispielsweise bei Temperaturänderungen zu vermeiden, weist das Gehäuse eine kleine Bohrung 11 auf, um jederzeit einen Druckausgleich zu ermöglichen.In the present embodiment, the bottom plate 1 with the help of the silicone 5 in the frame-shaped second housing part 3 injected, creating an airtight connection between the two housing parts 1 . 3 arises. To proper movements of the bottom plate 1 by pressure change, for example, to avoid changes in temperature, the housing has a small bore 11 to allow pressure equalization at any time.

In der dargestellten Ausführung des Gehäuses ist es leicht möglich, die genaue Höhe, in der die Bodenplatte 1 in den zweiten Gehäuseteil 3 eingesetzt wird, geringfügig zu variieren. Somit können Anforderungen der Bondtechnologie bezüglich zu bevorzugender Bondwinkel berücksichtigt werden. Die zu erwartenden Relativbewegungen zwischen den beiden Gehäuseteilen 1, 3 können so auch bei einem relativ großen Hub auf ein Maß beschränkt bleiben, das die Bondverbindungen kaum belastet.In the illustrated embodiment of the housing, it is easily possible to know the exact height in which the bottom plate 1 in the second housing part 3 is used to vary slightly. Thus, requirements of the bonding technology with respect to preferable bonding angles can be considered. The expected relative movements between the two housing parts 1 . 3 Thus, even with a relatively large stroke, they can be limited to a dimension that barely stresses the bond connections.

Wie bereits dargestellt, kommt es in automotiven Anwendungen häufig darauf an, relativ niederfrequente Störbeschleunigun gen von sensiblen Strukturen fernzuhalten. Dazu sind trotz der sehr geringen Massen zahlreicher Chips niedrige Resonanzfrequenzen der Anordnung erforderlich, was erfindungsgemäß durch Erhöhung der Masse der auslenkbaren Baugruppe durch Einsatz einer Ballastplatte 6, aber auch durch die Anordnung anderer, weniger störempfindlicher Chips 8 auf einer gemeinsamen Bodenplatte 1 unterstützt wird. Um die trotz dieser Maßnahmen erforderlichen sehr kleinen Federkonstanten des elastisch deformierbaren Systems zu ermöglichen, ohne auf sehr filigrane und damit bruchgefährdete Federstrukturen zurückgreifen zu müssen, wird erfindungsgemäß erstens ein Werkstoff mit niedrigem Elastizitätsmodul eingesetzt und zweitens eine Querschnittsgestaltung gewählt, die diesen Werkstoff weitgehend einer Scherbelastung aussetzt, Zug- und Druckbeanspruchungen, denen er einen weit höheren Widerstand entgegensetzt, jedoch vermeidet. Damit konnten auch mit einem voluminösen elastisch deformierbaren System die erwünschten niedrigen Resonanzfrequenzen bei Anregungen senkrecht zur Erstreckungsebene der Bodenplatte 1 erzielt werden. Die Anpassung der Rückstellkräfte parallel zur Bodenplatte erfolgt durch eine entsprechend geringere Bemessung des Querschnitts des elastisch deformierbaren Mediums 5.As already stated, it is often important in automotive applications to keep relatively low-frequency Störbeschleunigun conditions of sensitive structures. These low resonant frequencies of the arrangement are required in spite of the very small masses of many chips, which according to the invention by increasing the mass of the deflectable assembly by using a ballast plate 6 but also by the arrangement of other, less susceptible chips 8th on a common floor plate 1 is supported. In order to enable the required in spite of these measures very small spring constants of the elastically deformable system, without having to resort to very filigree and thus fragile spring structures, according to the invention firstly a material with low modulus of elasticity is used and secondly chosen a cross-sectional design that exposes this material largely a shearing load , Tensile and compressive stresses, which he opposes, but avoids a much higher resistance. Thus, even with a voluminous elastically deformable system, the desired low resonance frequencies for excitations could be perpendicular to the plane of extension of the bottom plate 1 be achieved. The adjustment of the restoring forces parallel to the bottom plate is done by a correspondingly smaller dimensioning of the cross section of the elastically deformable medium 5 ,

Claims (10)

Premold-Gehäuse zur Aufnahme einer Chipstruktur (2), dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil (1) des Gehäuses, der mit der Chipstruktur (2) verbunden ist, elastisch auslenkbar mit einem weiteren Teil (3) des Gehäuses, der an einer das gesamte Gehäuse tragenden Stützstruktur befestigt wird, verbunden ist, wobei sich beide Gehäuseteile (1, 3) nicht berühren.Premold housing for receiving a chip structure ( 2 ), characterized in that a part ( 1 ) of the housing associated with the chip structure ( 2 ), elastically deflectable with another part ( 3 ) of the housing, which is attached to a support structure supporting the entire housing, is connected, wherein both housing parts ( 1 . 3 ) do not touch. Premold-Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil (1) des Gehäuses, der mit der Chipstruktur (2) verbunden ist, eine Bodenplatte (1) umfasst, die über ein elastisch deformierbares Medium (5) mit einem die Bodenplatte (1) rahmenförmig umgebenden weiteren Teil (3) des Gehäuses, der an einer das gesamte Gehäuse tragenden Stützstruktur befestigt wird, verbunden ist.Premold housing according to claim 1, characterized in that the part ( 1 ) of the housing associated with the chip structure ( 2 ), a bottom plate ( 1 ), which via an elastically deformable medium ( 5 ) with a bottom plate ( 1 ) frame-like further part ( 3 ) of the housing, which is fastened to a support structure carrying the entire housing. Premold-Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch deformierbare Medium (5) Silikon enthält.Premold housing according to claim 2, characterized in that the elastically deformable medium ( 5 ) Contains silicone. Premold-Gehäuse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch deformierbare Medium (5) den Zwischenraum zwischen der Bodenplatte (1) und dem die Bodenplatte (1) rahmenförmig umgebenden Teil (3) des Gehäuses ausfüllt.Premold housing according to claim 2 or 3, characterized in that the elastically deformable medium ( 5 ) the space between the bottom plate ( 1 ) and the bottom plate ( 1 ) frame-shaped part ( 3 ) fills the housing. Premold-Gehäuse nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das elastisch deformierbare Medium (5) im Zwischenraum zwischen der Bodenplatte (1) und dem die Bodenplatte (1) rahmenförmig umgebenden Teil (3) des Gehäuses befindet, wobei die Dicke des elastisch deformier baren Mediums (5) nicht größer ist, als die Dicke der Bodenplatte (1).Premold housing according to claim 2, 3 or 4, characterized in that the elastically deformable medium ( 5 ) in the space between the bottom plate ( 1 ) and the bottom plate ( 1 ) frame-shaped part ( 3 ) of the housing, wherein the thickness of the elastically deformable ble medium ( 5 ) is not greater than the thickness of the bottom plate ( 1 ). Premold-Gehäuse nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch deformierbare Medium (5) eine Verteilung aufweist, dass sich bei einer Auslenkung der Bodenplatte (1) senkrecht zu ihrer Erstreckungsebene im Wesentlichen eine Scherbeanspruchung des elastisch deformierbaren Mediums (5) ergibt.Premold housing according to one of claims 2 to 5, characterized in that the elastically deformable medium ( 5 ) has a distribution that at a deflection of the bottom plate ( 1 ) perpendicular to its plane of extension substantially a shear stress of the elastically deformable medium ( 5 ). Premold-Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Gehäuses (1), der mit der Chipstruktur (2) verbunden ist, mit Ballast versehen ist.Premold housing according to one of claims 1 to 6, characterized in that the part of the housing ( 1 ) associated with the chip structure ( 2 ), is ballasted. Premold-Gehäuse nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (1) mit einer Ballastplatte (6) verbunden ist.Premold housing according to one of claims 2 to 7, characterized in that the bottom plate ( 1 ) with a ballast plate ( 6 ) connected is. Premold-Gehäuse nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Bodenplatte (1) ein mikromechanischer Sensorchip (2) befestigt ist, der über Bondverbindungen (9) mit einem Lead-Frame, der sich am die Bodenplatte (1) rahmenförmig umgebenden Teil (3) des Gehäuses befindet, verbunden ist.Premold housing according to one of claims 2 to 8, characterized in that on the bottom plate ( 1 ) a micromechanical sensor chip ( 2 ), which is connected via bonds ( 9 ) with a lead frame, which is attached to the bottom plate ( 1 ) frame-shaped part ( 3 ) of the housing is connected. Premold-Gehäuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Bodenplatte (1) ein ASIC-Chip (8) zur Auswertung der Signale des mikromechanischen Sensorchips (2) befestigt ist, der über Bondverbindungen (9) mit dem Lead-Frame, der sich am die Bodenplatte (1) rahmenförmig umgebenden Teil (3) des Gehäuses befindet, und dem mikromechanischen Sensorchip (2) verbunden ist.Premold housing according to claim 9, characterized in that on the bottom plate ( 1 ) an ASIC chip ( 8th ) for evaluating the signals of the micromechanical sensor chip ( 2 ), which is connected via bonds ( 9 ) with the lead frame attached to the bottom plate ( 1 ) frame-shaped part ( 3 ) of the housing, and the micromechanical sensor chip ( 2 ) connected is.
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